När vår sol bryter ut med jättexplosioner - som strålningsutbrott som kallas solstrålar - vet vi att de kan påverka rymden i hela solsystemet såväl som nära jorden. Men för att övervaka deras effekter krävs observatorier på många ställen med många perspektiv, ungefär som vädersensorer över hela jorden kan hjälpa oss att övervaka vad som händer med en markbunden storm.

Genom att använda flera observatorier, två nyligen genomförda studier visar hur solstrålar uppvisar pulser eller svängningar i mängden energi som skickas ut. Sådan forskning ger ny insikt om ursprunget till dessa massiva soluppblåsningar såväl som rymdvädret som de producerar, som är viktig information när människor och robotuppdrag vågar sig ut i solsystemet, längre och längre hemifrån.

Den första studien upptäckte svängningar under en uppblossning - oväntat - i mätningar av solens totala produktion av extrem ultraviolett energi, en typ av ljus osynligt för mänskliga ögon. Den 15 februari kl. 2011, solen avgav en X-klass soluppblåsning, den mest kraftfulla typen av dessa intensiva strålningsutbrott. Eftersom forskare hade flera instrument som observerade händelsen, de kunde spåra svängningar i strålningens strålning, sker samtidigt i flera olika uppsättningar av observationer.

"Varje typ av oscillation på solen kan berätta mycket om miljön som oscillationerna äger rum i, eller om den fysiska mekanism som är ansvarig för att driva förändringar i utsläpp, "sa Ryan Milligan, huvudförfattare till denna första studie och solfysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och University of Glasgow i Skottland. I detta fall, de regelbundna pulserna av extremt ultraviolett ljus indikerade att störningar - liknande jordbävningar - krusade genom kromosfären, basen av solens yttre atmosfär, under blosset.

Det som förvånade Milligan om svängningarna var det faktum att de först observerades i extrem ultraviolett data från NOAAs GOES - kort för Geostationary Operation Environmental Satellite, som finns i rymden nära jorden. Uppdraget studerar solen ur jordens perspektiv, samla röntgen- och extrem ultraviolett strålningsdata-den totala mängden solens energi som når jordens atmosfär med tiden.

Detta var inte en typisk datauppsättning för Milligan. Medan GOES hjälper till att övervaka effekterna av solutbrott i jordens rymdmiljö - gemensamt känd som rymdväder - var satelliten inte ursprungligen utformad för att upptäcka fina detaljer som dessa oscillationer.

När man studerar soluppblåsningar, Milligan använder vanligare högupplösta data om en specifik aktiv region i solens atmosfär för att studera de fysiska processer som ligger till grund för bloss. Detta är ofta nödvändigt för att zooma in på händelser i ett visst område - annars kan de lätt gå förlorade mot bakgrund av solens konstanta, intensiv strålning.

"Själva bloss är väldigt lokaliserade, så att svängningarna som detekterades ovanför bakgrundsljudet från solens vanliga utsläpp och visade sig i strålningsdata var mycket slående, Sa Milligan.

Det har tidigare rapporterats om svängningar i GOES röntgendata som kommer från solens övre atmosfär, kallade corona, under soluppblåsningar. Det som är unikt i detta fall är att pulserna observerades vid extrem ultraviolett emission vid frekvenser som visar att de härstammar lägre, i kromosfären, att ge mer information om hur en fackelens energi passerar genom solens atmosfär.

För att vara säker på att svängningarna var verkliga, Milligan och hans kollegor kontrollerade motsvarande data från andra solobservationsinstrument ombord på NASAs Solar Dynamics Observatory eller SDO, kort sagt:en som också samlar in extrema ultravioletta bestrålningsdata och en annan som avbildar korona i olika våglängder av ljus. De hittade exakt samma pulser i dessa datamängder, bekräftar att de var ett fenomen med dess källa vid solen. Deras resultat sammanfattas i ett papper publicerat i The Astrophysical Journal Letters den 9 oktober, 2017.

Dessa oscillationer intresserar forskarna eftersom de kan vara ett resultat av en mekanism genom vilken bloss som avger energi till rymden - en process som vi ännu inte helt förstår. Dessutom, det faktum att svängningarna uppträdde i datamängder som vanligtvis används för att övervaka större rymdmönster tyder på att de kan spela en roll för att driva rymdvädereffekter.

I den andra studien, forskare undersökte ett samband mellan soluppblåsningar och aktivitet i jordens atmosfär. Teamet upptäckte att pulser i det elektrifierade lagret i atmosfären-kallad jonosfären-speglade röntgenoscillationer under den 24 juli, 2016, C-klass flare. C-klass flares är av mellan till låg intensitet, och cirka 100 gånger svagare än X-flares.

Sträcker sig från ungefär 30 till 600 miles över jordens yta, jonosfären är en ständigt föränderlig region i atmosfären som reagerar på förändringar från både jorden under och rymden ovan. Det sväller som svar på inkommande solstrålning, som joniserar atmosfäriska gaser, och slappnar av på natten när de laddade partiklarna gradvis rekombineras.

Särskilt, forskargruppen - ledd av Laura Hayes, en solfysiker som delar sin tid mellan NASA Goddard och Trinity College i Dublin, Irland, och hennes avhandlingsrådgivare Peter Gallagher - tittade på hur det lägsta skiktet i jonosfären, kallas D-regionen, svarade på pulsationer i en soluppblåsning.

"Detta är området i jonosfären som påverkar högfrekventa kommunikations- och navigationssignaler, "Sade Hayes." Signaler reser genom D-regionen, och förändringar i elektrontätheten påverkar om signalen absorberas, eller försämras. "

Forskarna använde data från mycket låg frekvens, eller VLF, radiosignaler för att undersöka fläckens effekter på D-regionen. Dessa var standardkommunikationssignaler som överfördes från Maine och mottogs på Irland. Ju tätare jonosfären är, desto mer sannolikt är det att dessa signaler kommer att stöta på laddade partiklar längs deras väg från en signalsändare till dess mottagare. Genom att övervaka hur VLF -signalerna sprider sig från ena änden till den andra, forskare kan kartlägga förändringar i elektrontäthet.

Slå samman VLF-data och röntgen- och extrema ultravioletta observationer från GOES och SDO, laget fann att D-regionens elektrontäthet pulserade tillsammans med röntgenpulser på solen. De publicerade sina resultat i Journal of Geophysical Research den 17 oktober, 2017.

"Röntgenstrålar påverkar jonosfären och eftersom mängden röntgenstrålning som kommer in förändras, mängden jonisering i jonosfären förändras också, "sa Jack Ireland, medförfattare till både studier och Goddard solfysiker. "Vi har sett röntgenoscillationer tidigare, men det oscillerande jonosfärsvaret har inte detekterats tidigare. "

Hayes och hennes kollegor använde en modell för att avgöra hur mycket elektrontätheten förändrades under uppblossningen. Som svar på inkommande strålning, de fann att densiteten ökade så mycket som 100 gånger på bara 20 minuter under pulserna - en spännande observation för forskarna som inte förväntade sig oscillerande signaler i en bloss skulle ha en så märkbar effekt i jonosfären. Med ytterligare studier, laget hoppas kunna förstå hur jonosfären reagerar på röntgenoscillationer vid olika tidsskalor, och om andra soluppblåsningar orsakar detta svar.

"Det här är ett spännande resultat, visar att jordens atmosfär är närmare kopplad till solröntgenvariabilitet än man tidigare trott, "Hayes sa." Nu planerar vi att ytterligare utforska detta dynamiska förhållande mellan solen och jordens atmosfär. "

Båda dessa studier utnyttjade det faktum att vi alltmer kan spåra solaktivitet och rymdväder från ett antal utsiktspunkter. Att förstå rymdvädret som påverkar oss på jorden kräver förståelse för ett dynamiskt system som sträcker sig från solen hela vägen till vår övre atmosfär - ett system som bara kan förstås genom att utnyttja ett brett spektrum av uppdrag spridda över hela rymden.